Menurut seorang pembicara dalam simposium tentang baterai, “Kecerdasan buatan menjinakkan baterai, yang merupakan hewan liar.” Sulit untuk melihat perubahan pada baterai saat digunakan; apakah baterai terisi penuh atau kosong, baru atau aus dan perlu diganti, baterai selalu tampak sama. Sebaliknya, ban mobil akan berubah bentuk ketika kekurangan udara dan akan memberi sinyal akhir masa pakainya ketika tapaknya aus.

Tiga masalah merangkum kekurangan baterai: [1] pengguna tidak yakin berapa lama daya tahan baterai tersisa; [2] host tidak yakin apakah baterai dapat memenuhi kebutuhan daya; dan [3] pengisi daya perlu disesuaikan untuk setiap ukuran dan jenis kimia baterai. Baterai “pintar” menjanjikan untuk mengatasi beberapa kekurangan ini, tetapi solusinya rumit.

Para pengguna baterai biasanya menganggap paket baterai sebagai sistem penyimpanan energi yang menyalurkan bahan bakar cair seperti tangki bahan bakar. Baterai dapat dilihat seperti itu demi kesederhanaan, tetapi mengukur energi yang tersimpan dalam perangkat elektrokimia jauh lebih sulit.

Karena adanya papan sirkuit tercetak yang mengontrol kinerja baterai lithium, lithium dianggap sebagai baterai pintar. Namun, baterai asam timbal tertutup standar tidak memiliki kontrol papan apa pun untuk mengoptimalkan kinerjanya.

Apa itu baterai pintar?

Setiap baterai dengan sistem manajemen baterai bawaan dianggap sebagai baterai pintar. Baterai ini sering digunakan dalam perangkat pintar, termasuk komputer dan elektronik portabel. Baterai pintar berisi sirkuit elektronik di dalamnya dan sensor yang dapat memantau karakteristik seperti kesehatan pengguna serta tingkat tegangan dan arus, dan mengirimkan pembacaan tersebut ke perangkat.

Baterai pintar memiliki kemampuan untuk mengenali parameter status pengisian daya dan status kesehatannya sendiri, yang dapat diakses perangkat melalui koneksi data khusus. Baterai pintar, berbeda dengan baterai biasa, dapat mengkomunikasikan semua informasi penting kepada perangkat dan pengguna, sehingga memungkinkan pengambilan keputusan yang tepat. Sebaliknya, baterai biasa tidak memiliki cara untuk memberi tahu perangkat atau pengguna tentang kondisinya, yang dapat mengakibatkan pengoperasian yang tidak dapat diprediksi. Misalnya, baterai dapat memberi tahu pengguna ketika perlu diisi daya atau ketika mendekati akhir masa pakainya atau rusak sehingga pengganti dapat dibeli. Baterai juga dapat memberi tahu pengguna ketika perlu diganti. Dengan melakukan ini, sebagian besar ketidakpastian yang disebabkan oleh perangkat lama—yang dapat mengalami kerusakan pada saat-saat penting—dapat dihindari.

Spesifikasi Baterai Pintar

Untuk meningkatkan kinerja, keamanan, dan efisiensi produk, baterai, pengisi daya pintar, dan perangkat host saling berkomunikasi. Misalnya, baterai pintar hanya perlu diisi daya saat dibutuhkan, bukan dipasang pada sistem host untuk penggunaan energi yang konstan dan konsisten. Baterai pintar terus memantau kapasitasnya saat mengisi daya, mengosongkan daya, atau menyimpan daya. Untuk mendeteksi perubahan suhu baterai, laju pengisian daya, laju pengosongan daya, dll., indikator baterai menggunakan faktor-faktor tertentu. Baterai pintar biasanya memiliki karakteristik penyeimbangan otomatis dan adaptif. Kinerja baterai akan terganggu oleh penyimpanan daya penuh. Untuk melindungi baterai, baterai pintar dapat menguras daya hingga tegangan penyimpanan sesuai kebutuhan dan mengaktifkan fungsi penyimpanan pintar jika diperlukan.

Dengan diperkenalkannya baterai pintar, pengguna, peralatan, dan baterai dapat saling berkomunikasi. Produsen dan organisasi pengatur memiliki pendapat yang berbeda tentang seberapa "pintar" sebuah baterai. Baterai pintar yang paling mendasar mungkin hanya mencakup sebuah chip yang menginstruksikan pengisi daya baterai untuk menggunakan algoritma pengisian daya yang tepat. Namun, Forum Sistem Baterai Pintar (SBS) tidak akan menganggapnya sebagai baterai pintar karena tuntutannya akan indikasi mutakhir, yang sangat penting untuk peralatan medis, militer, dan komputer di mana tidak boleh ada ruang untuk kesalahan.

Kecerdasan sistem harus terkandung di dalam paket baterai karena keselamatan merupakan salah satu perhatian utama. Chip yang mengontrol pengisian daya baterai diimplementasikan oleh baterai SBS, dan berinteraksi dengannya dalam loop tertutup. Baterai kimia mengirimkan sinyal analog ke pengisi daya yang menginstruksikannya untuk berhenti mengisi daya ketika baterai penuh. Ditambahkan pula sensor suhu. Banyak produsen baterai pintar saat ini menyediakan teknologi pengukur daya yang dikenal sebagai System Management Bus (SMBus), yang mengintegrasikan teknologi chip sirkuit terpadu (IC) dalam sistem satu kabel atau dua kabel.

Dallas Semiconductor Inc. memperkenalkan 1-Wire, sebuah sistem pengukuran yang menggunakan satu kabel untuk komunikasi berkecepatan rendah. Data dan sinyal clock digabungkan dan dikirim melalui jalur yang sama. Di sisi penerima, kode Manchester, yang juga dikenal sebagai kode fase, membagi data. Kode dan data baterai, seperti tegangan, arus, suhu, dan detail SoC (State of Charge), disimpan dan dilacak oleh 1-Wire. Pada sebagian besar baterai, kabel pengukur suhu terpisah dipasang untuk tujuan keamanan. Sistem ini mencakup pengisi daya dan protokolnya sendiri. Dalam sistem satu kabel Benchmarq, penilaian kondisi kesehatan (SoH) memerlukan "penghubungan" perangkat host dengan baterai yang dialokasikan.

1-Wire menarik untuk sistem penyimpanan energi dengan keterbatasan biaya seperti baterai pemindai kode batang, baterai radio dua arah, dan baterai militer karena biaya perangkat kerasnya yang rendah.